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TW201702056A - 異方性光學膜之製造方法 - Google Patents

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TW201702056A
TW201702056A TW105108967A TW105108967A TW201702056A TW 201702056 A TW201702056 A TW 201702056A TW 105108967 A TW105108967 A TW 105108967A TW 105108967 A TW105108967 A TW 105108967A TW 201702056 A TW201702056 A TW 201702056A
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anisotropic
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TW105108967A
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杉山仁英
Original Assignee
巴川製紙所股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種異方性光學膜之製造方法，其係在製造異方性光學膜時，抑制無結構區域的形成，即使不進行無結構區域的研磨等，亦可獲得對於特定的膜厚具有所期望的光學特性之異方性光學膜。 本發明提供一種異方性光學膜之製造方法，該異方性光學膜係依光的入射角改變擴散性，該製造方法包括：接合光照射遮罩的步驟，係於光硬化性的未硬化樹脂組成物層的一面，接合霧度值為1.0~50.0%的光照射遮罩；以及硬化步驟，於前述接合光照射遮罩的步驟後，藉由隔著前述光照射遮罩照射光，使前述未硬化樹脂組成物層硬化，以形成異方性擴散層。

Description

異方性光學膜之製造方法
本發明係關於依照入射角改變穿透光的擴散性之異方性光學膜之製造方法。
具有光擴散性的構件，除照明器具、建材外，也被使用於顯示裝置。作為該顯示裝置，例如液晶顯示裝置(LCD)、有機電激發光元件(有機EL)等。作為光擴散構件的顯現光擴散的機制，可舉例如藉由表面所形成之凹凸所致之擴散(表面擴散)、藉由基質樹脂與分散於其中的微粒子間的折射率差所致之擴散(內部擴散)、以及藉由表面擴散與內部擴散之兩者所致者。但是，該等光擴散構件，一般其擴散性能為等向性。即使入射角度稍微改變，其穿透光的擴散特性亦無很大差異。
另一方面，已知有固定角度區域的入射光會強烈擴散，其以外的角度的入射光則穿透，亦即，可依照入射光角度而改變直線穿透光量之異方性光學膜。作為如此的異方性光學膜，已揭示於包含光聚合性化合物的組成物的硬化物所構成的樹脂層的內部，形成對全部指定方向 P平行延伸的複數棒狀硬化區域的聚集體之異方性擴散介質(例如參考專利文獻1)。再者，以後，於本說明書中，如專利文獻1的記載，形成對全部指定方向P平行延伸的複數棒狀硬化區域的聚集體之異方性光學膜的結構，稱為「柱狀(pillar)結構」。
於如此的柱狀結構的異方性光學膜中，光對該膜從其上方朝下方入射時，在膜的製造步驟中之流動方向(以下稱為「MD」方向)以及垂直MD方向的膜之寬度方向(以下稱為「TD」方向)，顯示相同的擴散。亦即，柱狀結構的異方性光學膜的擴散，顯示等向性。所以，於柱狀結構的異方性光學膜，不易產生亮度急遽變化、眩光。而且，由於為柱狀結構，故直線穿透率有變得比百葉窗結構低的傾向。
另一方面，作為異方性光學膜，藉由使用非上述柱狀結構，且於包含由光聚合性化合物的組成物的硬化物所構成的樹脂層之內部，形成1個或複數板狀硬化區域的聚集體之異方性光學膜(例如參考專利文獻2)，可提高非擴散區域的直線穿透率，並可擴大擴散寬度。再者，以後，於本案說明書中，如專利文獻2所記載，將形成1個或複數板狀硬化區域的聚集體之異方性光學膜的結構稱為「百葉窗結構」。
於如此的百葉窗結構的異方性光學膜中，光對該膜從其上方朝下方入射時，MD方向與TD方向顯示不同的擴散。亦即，百葉窗結構的異方性光學膜的擴散，係 顯示異方性。具體地，例如若在MD方向的擴散區域的寬度(擴散寬度)比柱狀結構更寬，在TD方向的擴散寬度比柱狀結構亦更窄。因此，百葉窗結構的異方性光學膜，例如於TD方向的擴散寬度窄時，在TD方向產生亮度急遽變化的結果，容易引起光的干涉、容易發生眩光。而且，由於為百葉窗結構，其直線穿透率有變得比柱狀結構更高的傾向。
以該等之問題點作為課題，於專利文獻3中，揭露具有該等柱狀結構與百葉窗結構的中間結構之異方性光學膜。該異方性光學膜的結構稱為「百葉窗桿結構」。該專利文獻，作為得到百葉窗桿結構的方法，係採用將具備複數的柱狀結構體之薄板狀的光聚合硬化物，沿著薄板的表面於一軸方向延伸，使柱狀結構體的橫剖面形狀於一軸方向伸長的方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本公開專利特開2005-265915號公報
[專利文獻2]日本專利第4802707號公報
[專利文獻3]日本公開專利特開2012-11709號公報
如此地，異方性光學膜(光控制膜)係可依照其功能、用途而進行各種形態的開發。但是，於專利文 獻1~專利文獻3記載的異方性光學膜中，係於其製造階段，存在於其樹脂層內部的結構區域(棒狀硬化區域的層)上，形成不具有結構區域的硬化樹脂的層之無結構區域(關於結構區域與無結構區域，稍後敘述)者。存在如此的無結構區域時，因該無結構區域不具有光學功能，故對於特定的膜厚，有時無法得到所期望的光學特性。而且，若研磨如此的無結構區域，雖可解決如此的問題，進行無結構區域的研磨時，有時生產性及成本性變差。
因此，本發明之目的在於提供製造異方性光學膜時，抑制無結構區域的形成，即使不進行無結構區域的研磨，對於特定的膜厚，可得到所期望的光學特性之異方性光學膜的異方性光學膜之製造方法。
本發明人等，為了解決上述課題，反覆專心研究。結果，發現使光硬化性樹脂組成物硬化，並形成光硬化樹脂層之硬化步驟的前階段，係藉由設置光硬化性樹脂組成物上接合特定的覆蓋構件的步驟，抑制硬化步驟之無結構區域的形成，因而完成本發明。亦即，本發明係如下述。
本發明(1)提供1種異方性光學膜之製造方法，該異方性光學膜係依光的入射角改變擴散性，該製造方法包括：包括：接合光照射遮罩的步驟，係於光硬化性的未硬化樹脂組成物層的一面，接合霧度值為1.0~50.0%的光照射遮罩；以及 硬化步驟，係前述接合光照射遮罩的步驟後，隔著前述光照射遮罩，藉由照射光，使前述未硬化樹脂組成物層硬化，形成異方性擴散層。
本發明(2)係如前述發明(1)記載的異方性光學膜之製造方法，其中，前述光照射遮罩為具有紫外線穿透性，且前述光照射遮罩的樹脂材料為包含聚烯烴、聚酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚醯胺、聚氨酯、聚矽氧、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚縮醛的至少之一。
本發明(3)係如前述發明(1)或(2)記載的異方性光學膜之製造方法，其中前述光照射遮罩的表面粗糙度為0.05~0.50μm。
本發明(4)係如前述發明(1)~(3)中任一項記載的異方性光學膜之製造方法，其中前述光照射遮罩的厚度為1~100μm。
本發明(5)係如前述發明(1)~(4)中任一項記載的異方性光學膜之製造方法，其中前述光照射遮罩的氧氣透過係數為1.0×10-11cm3(STP)cm/(cm2．s．Pa)以下。
本發明(6)係如前述發明(1)~(5)中任一項記載的異方性光學膜之製造方法，其中前述異方性擴散層具有基質區域以及光折射率與該基質區域不同的複數柱狀區域。
本發明(7)係如前述發明(1)~(6)中任一項記載的異方性光學膜之製造方法，其中前述光照射遮罩含有微 粒子，該微粒子的平均粒徑為10μm以下。
本發明(8)係如前述發明(7)的異方性光學膜之製造方法，其中前述微粒子係包含選自至少由金屬粒子、金屬氧化物粒子、黏土及碳化物粒子所成群中之一種以上的無機微粒子。
此處，說明本發明之各用語的定義。
本發明之所謂「光」，係指包括波長380nm~780nm的可見光以及波長100nm~400nm為止的紫外線之電磁波。
「低折射率區域」與「高折射率區域」，係由構成異方性光學膜的材料之局部折射率的高低差所形成的區域，而與另一者比較時顯示折射率低或高之相對者。該等區域係在形成異方性光學膜的材料硬化時形成。
所謂直線透過率，係指對異方性光學膜入射的光之直線穿透性，從某入射光角度入射時，直線方向的穿透光量與入射光的光量之比例，以下述式表示。
直線穿透率(%)=(直線穿透光量/入射光量)×100
根據本發明，可能提供即使不進行無結構區域的研磨，對於特定的膜厚，可得到所期望的光學特性之異方性光學膜的異方性光學膜之製造方法。
第1圖係(a)關於本實施態樣的異方性光學膜之製造 方法之作用圖；(b)關於傳統技術的異方性光學膜之製造方法之作用圖。
第2圖係(a)關於本實施態樣的異方性光學膜的概念圖；(b)關於傳統技術的異方性光學膜的概念圖。
第3圖係關於本實施態樣的異方性光學膜的擴散寬度的測定方法之概念圖。
第4圖係關於本實施態樣的異方性光學膜的擴散寬度的測定所使用的樣品結構的一例之概念圖。
第5圖係關於本實施態樣的異方性光學膜的擴散寬度的測定所使用的樣品結構的一例之概念圖。
第6圖係關於實施例1的異方性光學膜的剖面相片。
第7圖係關於實施例3的異方性光學膜的剖面相片。
第8圖係關於比較例1的異方性光學膜的剖面相片。
以下，說明關於本發明的異方性光學膜及其製造方法，但本發明不限於本態樣。而且，關於本發明的異方性光學膜，於其製造步驟中，藉由使用特定的光照射遮罩，可能形成無結構區域不被形成(難以被形成)之異方性擴散層，該特定的光照射遮罩，可廣泛地應用於傳統的異方性光學膜。所以，例如於特開2005-265915號公報、特開2009-150971號公報等習知的異方性光學膜之製造方法，應用關於本發明的光照射遮罩的情況等，也包含於本發明的概念。
《異方性光學膜的結構》 〈整體結構〉
關於本態樣的異方性光學膜，至少具有異方性擴散層。
〔異方性擴散層〕
一邊與關於傳統技術的異方性擴散層對比，一邊說明關於本態樣的異方性擴散層。
關於本態樣的異方性擴散層，係具有光硬化性樹脂組成物所構成的層(光硬化性樹脂組成物層)作為異方性擴散層(連續的一層)。光硬化性樹脂組成物層係藉由光(例如紫外線)而硬化的光硬化性樹脂組成物所構成的層。而且，於該光硬化性樹脂組成物層係涵蓋平面方向形成有配向於貫穿該層的複數(無數)柱狀區域(柱狀體)。再者，於異方性擴散層中，存在如此的柱狀區域的層(在平行層的剖面看異方性擴散層時，該剖面上存在柱狀區域的區域)作為結構區域，不存在如此的柱狀區域的層(在平行於層的剖面觀看異方性擴散層時，該剖面上不存在柱狀區域的區域)作為無結構區域。又，所謂「柱狀區域」，係指折射率與周圍區域些許不同的微小棒狀的光硬化性樹脂組成物區域。而且，如此的「柱狀區域」以外的異方性擴散層中光硬化性樹脂組成物區域作為基質區域。如此地，柱狀區域的折射率係只要與基質區域的折射率不同即可，但折射率為何種程度的不同係無特別限定，而為相對者。基質區域的折射率比柱狀區域的折射率低時，基質區 域成為低折射率區域。相反地，基質區域的折射率比柱狀區域的折射率高時，基質區域成為高折射率區域。
然後，一邊參考第1圖及第2圖，說明關於本態樣的異方性擴散層的結構特徵。
第1圖(b)及第2圖(b)係關於傳統技術的異方性光學膜(特別是異方性擴散層)及其製造方法之作用圖及概念圖。如該圖所示，著眼於光硬化性樹脂組成物層的層剖面時，於該層剖面，係形成配向於貫穿該層的方向之複數(無數)的柱狀區域之結構區域。另一方面，根據關於傳統技術的製造方法，於異方性擴散層中，形成無結構區域。如此的無結構區域，可藉由研磨除去，但其時，成本性、生產性差。
然後，第1圖(a)及第2圖(a)關於本實施態樣的異方性光學膜(特別是異方性擴散層)及其製造方法之作用圖及概念圖。關於本實施態樣的異方性擴散層中，除與傳統技術的異方性光學膜同樣地形成有結構區域，另一方面，與傳統技術的異方性光學膜不同地，且不形成無結構區域(或者難以形成無結構區域)。如此地，根據本實施態樣的異方性光學膜的製造方法，關於其原理係稍後敘述，於硬化步驟中，藉由設置特定的光照射遮罩(關於此點係稍後敘述)，抑制無結構區域的形成，可成為不具有無結構區域(或無結構區域非常薄，適合為20μm以下，更適合為5μm以下)之異方性擴散層。
(柱狀區域)
作為包含於異方性擴散層的柱狀區域之具體結構，係認為已知的結構。此處，作為柱狀區域，不限於前述的柱狀結構，也可為前述百葉窗桿狀。而且，作為柱狀區域，無需對於異方性擴散層而於貫穿層的方向筆直地延伸存在，也可具有適當的傾斜。又，所謂柱狀區域的傾斜，係指改變入射角時，散射特性為使其入射角在邊界與具有約對稱性的光之入射角一致的方向。「具有約對稱性」者，係由於不具有嚴謹地光學特性的對稱性。柱狀區域的傾斜之發現係可藉由光學顯微鏡觀察膜剖面的傾斜，或藉由改變入射角觀察隔著異方性光學膜的光之投影形狀。又，作為如此的柱狀區域的具體形狀，係於其製造階段，依據傳統的製造方法等，藉由改變各種條件而可適當地改變。
(厚度)
作為關於本態樣的異方性擴散層的厚度，無特別限制，但適合為20~100μm，更適合為25~55μm。關於本態樣的異方性擴散層，於其製造階段，因未形成無結構區域，於作為異方性光學膜時，即使其厚度薄，也具有良好的擴散性。
〔其他層〕
亦可為於異方性擴散層的另一面設置其他之層之異方性光學膜。作為其他之層，可舉例如黏著層、偏光層、光擴散層、低反射層、防污層、帶電防止層、紫外線/近紅外線(NIR)吸收層、霓虹燈截取層、電磁波遮蔽層等。可依序積層其他之層。於異方性擴散層的兩側的面，亦可 積層其他之層。積層於兩側的面之其他的層，可為具有相同功能的層，亦可為具有不同功能的層。
《異方性光學膜的製造方法》
關於本態樣的異方性光學膜，亦可藉由直接塗佈等，設置於反射性基材、等向性擴散介質上，也可藉由通常加工技術隔著黏著劑、接著劑貼合。而且，例如於關於本態樣的異方性光學膜與可撓性支持體、板的貼合的情況等，使用黏著劑、接著劑較佳。可撓性支持體、板本身具有反射性時，當然可於其反射面直接積層異方性光學膜。以下，首先說明異方性擴散層的原料，然後說明其製造步驟。
〈異方性擴散層的原料〉 〔光硬化性樹脂組成物〕
為形成本態樣的異方性擴散層所需的材料之光硬化性樹脂組成物，可由選自具有自由基聚合性或陽離子聚合性的官能基之聚合物、寡聚物、單體之光聚合性化合物與光引發劑所構成，藉由照射紫外線及/或可見光線而聚合/固化的材料。
(光聚合性化合物)
自由基聚合性化合物係主要在分子中含有1個以上的不飽和雙鍵者，具體地可舉例如以環氧基丙烯酸酯、氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯、聚矽氧丙烯酸酯等的名稱所謂之丙烯酸寡聚物，以 及丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸丁氧基乙酯、乙氧基二乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸四氫呋喃甲酯、丙烯酸異降莰酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、2-丙烯醯氧基鄰苯二甲酸、丙烯酸二環戊烯酯、三乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、雙酚A的EO加成物二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、EO改性三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯等的丙烯酸酯單體。而且，該等化合物係可單獨使用，亦可複數混合使用。又，同樣地可以使用甲基丙烯酸酯，一般丙烯酸酯比甲基丙烯酸酯的光聚合速度更快，故較佳。
作為陽離子聚合性化合物係可使用分子中具有1個以上之環氧基、乙烯醚基、氧雜環丁烷基(oxetane)的化合物。作為具有環氧基的化合物，例如2-乙基己基二甘醇環氧丙基醚、聯苯基的環氧丙基醚、雙酚A、氫化雙酚A、雙酚F、雙酚AD、雙酚S、四甲基雙酚A、四甲基雙酚F、四氯雙酚A、四溴雙酚A等雙酚類的二環氧丙基醚類、酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆、溴化酚酚醛清漆、鄰甲酚酚醛清漆等酚醛清漆樹脂的聚環氧丙基醚類、乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、1,4-環己基二甲醇、雙酚A的EO加成物、雙酚A的PO加成物等的烷二醇類的二環氧丙基醚類、六氫鄰苯二甲酸的環氧丙基酯、二聚酸的二環氧丙基酯等 的環氧丙基酯類。
再者，可舉例如3,4-環氧基環己基甲基-3’,4’-環氧基環己烷羧酸酯、2-(3,4-環氧基環己基-5,5-螺-3,4-環氧基)環己烷-間-二噁烷、二(3,4-環氧基環己基甲基)己二酸酯、二(3,4-環氧基-6-甲基環己基甲基)己二酸酯、3,4-環氧基-6-甲基環己基-3’,4’-環氧基-6’-甲基環己烷羧酸酯、亞甲基雙(3,4-環氧基環己烷)、二環戊二烯二環氧化物、乙二醇的二(3,4-環氧基環己基甲基)醚、伸乙基雙(3,4-環氧基環己烷羧酸酯)、內酯改性3,4-環氧基環己基甲-3’,4’-環氧基環己烷羧酸酯、四(3,4-環氧基環己基甲基)丁烷四羧酸酯、二(3,4-環氧基環己基甲基)-4,5-環氧基四氫鄰苯二甲酸酯等的脂環式環氧化合物，但不限於該等。
作為具有乙烯醚基的化合物，例如二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、環己基二甲醇二乙烯基醚、羥基丁基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、三羥甲基丙烷三乙烯基醚、丙烯基醚碳酸丙烯酯等，但不限於該等。又，乙烯醚化合物一般為陽離子聚合性，但藉由與丙烯酸酯組合，亦可為自由基聚合。
而且，作為具有氧雜環丁烷基的化合物，可使用1,4-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁烷基甲氧基)甲基]苯、3-乙基-3-(羥基甲基)-氧雜環丁烷等。
又，以上的陽離子聚合性化合物，可單獨使 用，亦可複數混合使用。上述光聚合性化合物不限於上述。而且，為產生充分的折射率差，上述光聚合性化合物係為了謀求低折射率化，亦可導入氟原子(F)，為了謀求高折射率化，亦可導入硫原子(S)、溴原子(Br)、各種金屬原子。再者，如特表2005-514487號所示，於氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化錫(SnOx)等的高折射率之金屬氧化物所構成的超微粒子的表面，導入丙烯酸基、甲基丙烯酸基、環氧基等的光聚合性官能基之功能性超微粒子，添加於上述光聚合性化合物也有效。
(光引發劑)
作為可使自由基聚合性化合物聚合的光引發劑，例如二苯甲酮、二苯基乙二酮(benzil)、米氏酮(Michler's ketone)、2-氯硫雜蒽酮(2-chlorothioxanthone)、2,4-二乙基硫雜蒽酮、安息香乙基醚、安息香異丙基醚、安息香異丁基醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、苯甲基二甲基縮酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫)苯基]-2-嗎啉基丙酮-1、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、雙(環戊二烯基)-雙(2,6-二氟-3-(吡咯-1-基))鈦、2-苯甲基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1,2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦等。而且，該等化合物可單獨使用，亦可複數混合使用。
而且，陽離子聚合性化合物的光引發劑，係藉由光照射而產生酸，藉由該產生的酸，可使上述陽離子 聚合性化合物聚合的化合物，一般適合使用鎓鹽、茂金屬(Metallocene)錯合物。作為鎓鹽，使用重氮鎓鹽、硫鎓鹽、碘鎓鹽、磷鎓鹽、硒鎓鹽等。於該等的相對離子，使用BF4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -等的陰離子。作為具體例，例如4-氯苯重氮鎓六氟磷酸鹽、三苯基硫鎓六氟銻酸鹽、三苯基硫鎓六氟磷酸鹽、(4-苯基硫苯基)二苯基硫鎓六氟銻酸鹽、(4-苯基硫苯基)二苯基硫鎓六氟磷酸鹽、雙[4-(二苯基硫鎓)苯基]硫醚-雙-六氟銻酸鹽、雙[4-(二苯基硫鎓)苯基]硫醚-雙-六氟磷酸鹽、(4-甲氧基苯基)二苯基硫鎓六氟銻酸鹽、(4-甲氧基苯基)苯基碘鎓六氟銻酸鹽、雙(4-第3丁基苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、苯甲基三苯基磷鎓六氟銻酸鹽、三苯基硒鎓六氟磷酸鹽、(η 5-異丙基苯)(η 5-環戊二烯基)鐵(II)六氟磷酸鹽等，但不限於該等。而且，該等化合物可單獨使用，亦可複數混合使用。
(調配量、其他任意成分)
於本態樣中，前述光引發劑，相對於光聚合性化合物100重量份，調配0.01~10重量份，較佳為0.1~7重量份，更佳為0.1~5重量份。此係未達0.01重量份時光硬化性降低，超過10重量份而調配時，只有表面硬化，導致內部的硬化性降低的不利影響、著色、柱狀結構的形成之障礙。該等光引發劑通常將粉末直接溶解於光聚合性化合物中而使用，但溶解性差時，亦可使用將光引發劑預先以高濃度溶解於極少量的溶劑。作為如此的溶劑，更佳為光聚合性，具體地例如碳酸丙烯酯、γ-丁內酯等。再者，為了提高光 聚合性，也可添加習知的各種染料、增感劑。再者，可藉由加熱而使光聚合性化合物更硬化的熱硬化引發劑，與光引發劑一起併用。此時，光硬化後，藉由加熱進一步促進光聚合性化合物的聚合硬化，可期待完全硬化者。
於本態樣，使上述光硬化性樹脂組成物單獨硬化，或使複數混合而成的組成物硬化，可形成異方性擴散層。而且，也可使用光硬化性樹脂組成物與不具有光硬化性的高分子樹脂的混合物。作為此處可使用的高分子樹脂，例如丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、纖維素系樹脂、乙酸乙烯酯系樹脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯丁醛樹脂等。該等高分子樹脂與光硬化性樹脂組成物，光硬化前必須具有充分的相溶性，但為了確保該相溶性，亦可使用各種有機溶劑、可塑劑等。又，使用丙烯酸酯作為光硬化性樹脂組成物時，選擇丙烯酸樹脂作為高分子樹脂在相溶性的點，為較佳。
〈步驟〉
作為異方性擴散層的製造方法，藉由將光硬化性樹脂組成物塗佈於適當的基材膜上或設置成薄片狀(塗佈步驟)，依需要而進行乾燥，使溶劑揮發後，於該光硬化性樹脂組成物上設置光照射遮罩(接合光照射遮罩的步驟)，再於光照射遮罩上配置光源，隔著光照射遮罩，對光硬化性樹脂組成物照射光(硬化步驟)，可製作異方性光學膜。以下，詳述有關各步驟。
〔塗佈步驟〕
於基材膜上，塗佈未硬化狀態的光硬化性樹脂組成物，或設置成薄片狀，形成未硬化樹脂組成物層。
此處，將光硬化性樹脂組成物設置於基材膜上的手法，應用通常的塗佈方式、印刷方式。具體地，可使用氣刀塗佈、桿塗、刮刀塗佈(blade coating)、刀具塗佈(knife coating)、反轉式塗佈、轉印滾輪塗佈、凹版滾輪塗佈、唇式塗佈(kiss coating)、澆鑄塗佈、噴塗、狹縫噴嘴塗佈、壓延塗佈(calendering caoting)、壩體塗佈(dam coating)、浸塗、模頭塗佈(die coating)等塗佈、凹版印刷等凹版印刷、網版印刷等的孔版印刷等的印刷等。於光硬化性樹脂組成物為低黏度時，例如只要沿著欲形成異方性擴散層的緣部，使用點膠機形成硬化性樹脂所致的間隔壁，於被該間隔壁所圍繞的內部，澆鑄未硬化狀態的光硬化性樹脂組成物即可。
此處，作為基材膜，只要使用於後述硬化步驟等不阻礙光硬化性樹脂組成物的硬化者，無特別限制，可使用例如透明PET膜的適當的膜。
〔接合光照射遮罩的步驟〕
然後，在塗佈步驟所形成的未硬化樹脂組成物層上，接合(接觸)光照射遮罩。以下，詳述有關本步驟所使用的光照射遮罩的物性等。
(光照射遮罩的霧度值)
光照射遮罩的霧度值(全部霧度)為1.0~50.0%，適合 為2.0~35.0%，更適合為10.0~25.0%。光照射遮罩的霧度為如此的範圍，對所入射之光產生細微的強度分佈，認為此係在光硬化性樹脂組成物的光照射遮罩側表面附近的微小區域產生反應性差異，成為結構區域的形成之契機。因此，霧度太低時，無法得到形成結構區域的契機，在異方性光學膜內產生無結構區域。另一方面，霧度太高時，原本樹脂硬化用的平行光線過份擴散，變得無法得到結構區域。
於光照射遮罩的霧度值之調整，只要使用適當的方法即可，例如改變光照射遮罩的原料、厚度，調配微粒子(例如碳、聚苯乙烯、氧化矽等的適當之微粒子等，關於此，稍後敘述)，可藉由改變該微粒子的調配量等而調整。
此處，光照射遮罩的霧度值，係使用日本電色工業公司製的霧度計NDH-2000，根據JIS K7136：2000所測定的值。
(光照射遮罩的算數平均粗糙度(Ra))
與光硬化性樹脂組成物接觸的面之光照射遮罩的算數平均粗糙度(Ra)，適合為0.05~0.50μm，更適合為0.05~0.25μm，更加適合為0.10~0.15μm。光照射遮罩由於與形成異方性擴散層的光硬化性樹脂組成物(未硬化狀態的光硬化性樹脂組成物)接合(接觸)，影響異方性擴散層(異方性光學膜)的眩光(干涉彩虹)、粗糙。因此，光照射遮罩的算數平均粗糙度(Ra)太小時，變得容易產生眩光，太大時，變得容易產生粗糙。
此處，光照射遮罩的算數平均粗糙度(Ra)，係使用公司小坂研究所股份公司製的SURFCORDER SE1700 α，根據JIS B0601：1994所測定的值。
(光照射遮罩的厚度)
關於本態樣的光照射遮罩的厚度，適合為1~100μm，更適合為5~20μm。光照射遮罩的厚度係對異方性擴散層的不規則缺點造成影響，光照射遮罩太厚時，異方性擴散層變得容易產生斑/缺點，太薄時，實際的製造步驟變得難以操作。
此處，光照射遮罩的厚度，係三豐股份公司(Mitutoyo)製測微器所測定的值之平均值{N=3，測定處為於接合未硬化樹脂組成物層的範圍，光照射遮罩的(1)長度方向的中心部、(2)從長度方向的中心部至長度方向的一端為止的中心部、(3)從長度方向的中心部至長度方向的另一端為止的中心部}。
(光照射遮罩的氧氣透過係數)
光照射遮罩的氧氣透過係數適合為1.0×10-11cm3(STP)cm/(cm2．s．Pa)以下，更適合為1.0×10-13cm3(STP)cm/(cm2．s．Pa)以下，更加適合為1.0×10-15cm3(STP)cm/(cm2．s．Pa)以下。光照射遮罩的氧氣透過係數太大時，光硬化性樹脂組成物的表面{與光照射遮罩接合(接觸)側的面}的硬化沒有進展，變得容易產生無結構區域。
此處，光照射遮罩的氧氣透過係數係根據JIS K7126-2：2000所測定的值。
(光照射遮罩的紫外線穿透性)
光照射遮罩適合具有紫外線穿透性。更具體地，光照射遮罩的紫外線穿透性(穿透率)，適合為30~100%，更適合為70~100%。於使用紫外線硬化性樹脂作為光硬化性樹脂組成物時，光照射遮罩的紫外線穿透性太小時，硬化沒有進展，有時未形成結構區域。
此處，光照射遮罩的紫外線穿透性(對所期望的波長的紫外線之穿透性)，係使用UV-VIS分光光度計(島津製作所股份公司製UV-3100)所測定的值。
(光照射遮罩的原料)
光照射遮罩的原料無特別限制，例如選自聚烯烴、聚酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚醯胺、聚氨酯、聚矽氧、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚縮醛所成群的至少一種之樹脂。其中，聚乙烯醇、聚醯胺、聚乙酸乙烯酯、聚烯烴，因UV穿透性及可撓性佳，故更佳，特別是聚乙烯醇、聚醯胺、聚乙酸乙烯酯，因氧氣透過性低，更加佳，又聚乙烯醇的氧氣透過性特別低，所以最佳。
此外，光照射遮罩，可使上述光照射遮罩的原料之樹脂材料調配微粒子，控制其霧度。
可調配於樹脂材料的微粒子，適合平均粒徑為10μm以下者。超過10μm的平均粒徑時，霧度變得太大，因遮罩的算數平均粗糙度變得太大，故變得阻礙異方性光學膜(異方性擴散層)的表面平滑性，有時不佳。
再者，作為如此的平均粒徑的測定方法，可應用庫爾特(Coulter)法、雷射繞射散射法等既存的技術。
而且，微粒子可為無機微粒子或有機微粒子的任一者，或者混合該等而使用。
作為無機微粒子，無特別限制，適合為選自金屬粒子、金屬氧化物粒子、黏土及碳化物粒子所成群的一個以上的無機微粒子。舉出無機微粒子的主要具體例時，作為金屬粒子，例如銅、銀、金、鎳、錫或不銹鋼等，作為金屬氧化物粒子，例如氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氧化鈦或氧化矽(例如二氧化矽)等，作為黏土，例如雲母或綠土(Smectite)等，作為碳化物粒子，例如碳或石墨等。
而且，舉出有機微粒子的主要具體例時，例如聚苯乙烯粒子、尼龍粒子、苯胍(Benzoguanamine)粒子、三聚氰胺粒子、壓克力粒子、聚矽氧粒子或聚醯亞胺粒子等。
上述微粒子之群中最適合者，作為粒徑小、容易分散，不阻礙氧氣透過性且微量調配時可得到大的霧度效果(霧度高)之微粒子，例如碳。
微粒子的調配量，無特別限制，但調配量太多時，光照射遮罩(遮罩膜)的製造變困難，因所得到之光照射遮罩的氧氣透過係數及霧度惡化，所以不佳。
因此，微粒子的調配量，除了考量霧度的影響，相對於樹脂材料100重量份，適合以10重量份以下調 配，更適合為5重量份以下。
而且，調配上述微粒子時，適合添加適當的分散劑，藉由分散劑使微粒子細微地分散，可減少所得之異方性光學膜的外觀上的缺陷。
微粒子調配於樹脂材料的光照射遮罩的製法，例如可應用將材料溶解於溶劑，具有流動性的溶液(原液)流到表面平滑的鼓(流延鼓)、不銹鋼製的平滑皮帶上，使其附著，將其通過加熱步驟，使溶劑蒸發，膜成形之溶液流延法等的既存技術。
此處，作為接合光照射遮罩的步驟，如前述，只要於未硬化樹脂組成物層上使光照射遮罩接合(接觸)即可，例如設置前述的間隔壁，於基材膜、間隔壁及光照射遮罩所形成的空間內，藉由填充未硬化狀態的光硬化性樹脂組成物等，可同時進行前述塗佈步驟及接合光照射遮罩的步驟等。
〔硬化步驟〕
然後，藉由於未硬化樹脂組成物層隔著光照射遮罩照射光，前述未硬化樹脂組成物層硬化，形成異方性擴散層(光硬化性樹脂組成物層)。
作為在未硬化性樹脂組成物層進行光照射用的光源，雖隨所使用的光硬化性樹脂組成物而異，但使用紫外線硬化性樹脂組成物時，通常可使用短弧的紫外線產生光源，具體地可使用高壓水銀燈、低壓水銀燈、金屬鹵化物燈、氙燈等。
對未硬化樹脂組成物層照射的光線，必須包含可使該未硬化樹脂組成物層硬化的波長，於使用紫外線硬化性樹脂組成物時，通常利用以水銀燈的365nm作為中心之波長的光。使用該波長帶而製作本態樣的異方性擴散層時，照度為0.01~100mW/cm2的範圍較佳，更佳為0.1~20mW/cm2的範圍。照度未達0.01mW/cm2時，因硬化需要長時間，故生產效率變差，超過100mW/cm2時，光硬化性樹脂組成物的硬化太快，不產生結構形成，有時無法顯現目的的異方性擴散特性。
UV的照射時間係無特別限制，為10~180秒，較佳為30~120秒。然後，剝離光照射遮罩與基材膜，可得到關於本態樣的異方性擴散層。
本發明的異方性擴散層，如上述，可藉由較長時間照射低照度UV光，於未硬化樹脂組成物層中形成柱狀區域來獲得。因此，只有如此的光照射(UV照射)，殘存未反應的單體成分，有時產生黏性，或有操作性、耐久性的問題。於如此的情況，追加照射1000mW/cm2以上的高照度的光(UV光)，可使殘存單體聚合。此時的光照射(UV照射)，從光照射遮罩側的相反側進行較佳。
如此地，於關於本態樣的異方性擴散層的製造方法中，藉由設置特定的光照射遮罩接合於光硬化性樹脂組成物的接合步驟，可形成不具有無結構區域的異方性擴散層。更詳細地，根據關於本態樣的光照射遮罩，因光照射遮罩為特定的霧度值，作用為結構形成(柱狀區域的 形成)的契機(所入射之光產生細微的強度分佈)，且藉由因光照射遮罩所致的氧氣阻礙，該等相互作用，於未硬化樹脂組成物的表面附近，變成可形成結構區域{不形成無結構區域(或難以形成)}。結果，不使用遮罩的傳統的製造方法，或使用傳統遮罩的製造方法所形成的無結構區域不存在(或無結構區域的層厚度變微小)，故可有效率地形成異方性擴散層的薄膜，且為薄膜的同時可維持所要求的光學特性。
《異方性光學膜的物性》
然後，說明關於本態樣的異方性光學膜的物性(擴散寬度)。
關於異方性光學膜(異方性擴散層)的擴散寬度，首先以直線穿透率為最大的入射角入射於異方性擴散層的光之直線穿透率，定義為「最大直線穿透率」，以直線穿透率為最小的入射角入射於異方性擴散層的光之直線穿透率，定義為「最小大直線穿透率」。
此處，上述最大直線穿透率及最小大直線穿透率，可藉由製造時的設計參數而調整。作為參數的例，例如塗膜的組成、塗膜的膜厚以及結構形成時賦予的塗膜的溫度等。
首先，關於塗膜的組成，藉由組成成分的適當選擇或調配調整等，可進行最大直線穿透率及最小大直線穿透率的調整。
接著，關於塗膜的膜厚，有膜厚越厚，最大直線穿透率及最小大直線穿透率容易變低，膜厚越薄，最大直線穿透率及最小大直線穿透率容易變高的傾向，故藉此可進行調整。
最後，關於塗膜的溫度，溫度越高，最大直線穿透率及最小大直線穿透率愈容易變低，溫度越低，有最大直線穿透率及最小大直線穿透率愈容易變高的傾向，藉此可進行調整。
求得最大直線穿透率與最小直線穿透率時，直線穿透光量與直線穿透率，可藉由第3圖所示的方法測定。亦即，使第3圖所示的旋轉軸L，與第4圖(b)或第5圖(b)所示的異方性光學膜樣品的結構之C-C軸一致，測定各入射角的直線穿透光量與直線穿透率(法線方向為零度)。從所得之數據可獲得光學輪廓，可從該光學輪廓求得最大直線穿透率與最小直線穿透率。
藉由上述方法，求得異方性光學膜的最大直線穿透率與最小直線穿透率，求得最大直線穿透率與最小直線穿透率的差。在光學輪廓上作出該差的中間值之直線，求得該直線與光學輪廓相交的2個交點，讀取對應該交點的入射角。於光學輪廓中，法線方向設為零度，入射角以正方向及負方向表示。因此，入射角及對應交點的入射角有時具有負值。只要2個交點的值為具有正的入射角值及負的入射角值者，負的入射角值的絕對值與正的入射角值的和成為入射光的擴散角度範圍之擴散寬度。
2個交點的值兩者皆為正時，較大的值減去更小的值之差成為擴散寬度。2個交點的值兩者皆為負時，分別取其絕對值，從較大的值減去較小的值之差為擴散寬度。
關於本發明的異方性光學膜的擴散寬度，適合為35°~70°。擴散寬度未達35°時，有時光的擴散性不充分，且產生問題，擴散寬度超過70°時，有時損及光的聚光性，故不佳。擴散寬度為40~60°更適合。
《異方性光學膜的用途》
關於本態樣的異方性光學膜，適合使用於如投影螢幕、液晶顯示裝置(LCD)、電漿顯示器面板(PDP)、電激發光顯示器(ELD)、陰極管顯示裝置(CRT)、表面電場顯示器(SED)、電子紙之顯示裝置。特別佳為使用於液晶顯示裝置(LCD)。而且，關於本態樣的異方性光學膜，亦可隔著接著層、黏著層，貼合於所期望之處而使用。再者，亦可將本態樣的異方性光學膜使用於穿透型、反射型或半穿透型的液晶顯示裝置。
[實施例]
根據以下的方法，製造本發明的異方性光學膜以及比較例的異方性光學膜。又，於以下，異方性光學膜係只由一層的異方性擴散層所構成的膜。
〈關於實施例1~11及比較例1~3之異方性光學膜的製造〉
厚度100μm、76×26mm大小的PET膜(東洋紡股份公司製、商品名：A4100、霧度=0.5%)作為基材膜，於其邊緣全部，使用點膠機，以光硬化性樹脂組成物形成間隔壁。所形成的間隔壁係依實施例而異，表示於表1。該間隔壁的高度係大致相當於所得之異方性光學膜的厚度。該間隔壁之中，填充下述的光硬化性樹脂組成物，以UV照射遮罩(光照射遮罩)覆蓋。但是，在比較例不使用UV照射遮罩時，不覆蓋而使用。
‧聚矽氧/氨酯/丙烯酸酯(折射率：1.460、重量平均分子量：5,890) 20重量份
(RAHN公司製、商品名：00-225/TM18)
‧新戊二醇二丙烯酸酯(折射率：1.450) 30重量份
(Daicel-Cytec股份公司製、商品名：Ebecry1145)
‧雙酚A的EO加成物二丙烯酸酯(折射率：1.536) 15重量份
(Daicel-Cytec股份公司製、商品名：Ebecry1150)
‧丙烯酸苯氧基乙酯(折射率：1.518) 40重量份
(共榮社化學股份公司製、商品名：Light Acrylate PO-A)
‧2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮 4重量份
(BASF公司製、商品名：Irgacure 651)
將該兩面以膜夾住的各厚度的液態膜，放置於加熱至80℃的加熱板，從UV照射遮罩側，從UV點光源(浜松光學股份公司製、商品名：L2859-01)的落射用照射單元所射出的平行光線(波長365nm的紫外線)，以照射強度 5mW/cm2照射1分鐘，再從基材膜側照射照射強度20mW/cm2的UV光，使其完全硬化。從此處，剝離基材膜及UV照射遮罩，得到本發明的各膜厚的異方性光學膜。
〈異方性光學膜的擴散性(霧度值)的測定〉
使用日本電色工業公司製的霧度計NDH-2000，根據JIS K7136：2000，測定霧度值。為霧度值越高，擴散性越高的異方性光學膜。
〈異方性光學膜的擴散寬度的測定〉
使用可任意改變光源的光投射角、受光器的受光角之變角光度計Goniophotometer(Genesia股份公司製)，進行實施例及比較例的異方性光學膜的評價。於接收來自光源的直行光的位置，固定受光部，於其間的樣品架安置實施例及比較例所得之異方性光學膜。以如第3圖所示，作為旋轉軸(L)，使樣品旋轉，測定對應各入射角的直線穿透光量。藉由該評價方法，可評價在哪個角度範圍所入射的光會擴散。該旋轉軸(L)係與第4圖所示的樣品的結構(所謂柱狀結構)之C-C軸或第5圖所示的樣品的結構(所謂百葉窗桿結構)之C-C軸相同的軸。直線穿透光量的測定，係使用視感度濾光片，測定可見光區域的波長(380nm~780nm)。如此地，所謂「擴散寬度」，係指相對於最大直線穿透率與最小直線穿透率的中間值之直線穿透率，為入射光的擴散角度範圍。
〈異方性光學膜的不規則缺點、眩光、粗糙的評價〉
關於異方性光學膜的干涉(彩虹)，從各種角度以目視觀察穿透光，評價不規則、眩光(干涉彩虹)、粗糙。
〈異方性光學膜的剖面觀察〉
異方性光學膜的剖面係以切片機切成薄片化的觀察用樣品，使用200倍的光學顯微鏡觀察。於剖面觀察，確認出無結構區域的厚度。關於實施例1、實施例3及比較例1的剖面相片，分別表示於第6圖、第7圖及第8圖。此處，作為無結構區域的厚度的測定，係畫出對於作為異方性光學膜的層之最外部呈約平行的線，接觸該平行線的柱狀體區域(佔平行線之柱狀區域的重複部分的長度之比例)為50%以下的區域設為無結構區域。
實施例及比較例所使用的間隔壁的高度，表示於表1及表1-2。而且，所使用的UV照射遮罩的材質、厚度、霧度值、算數平均粗糙度(Ra)、氧氣透過係數、365nm的紫外線穿透性，表示於表2至表4。又，UV照射遮罩的霧度值、接觸光硬化性樹脂組成物的面之表面粗糙度、厚度、膜厚、氧氣透過係數、紫外線穿透性，係根據前述方法所測定的值。
所得之異方性光學膜的厚度、霧度值、擴散寬度、不規則缺點、眩光(干涉彩虹)、粗糙、無結構區域的有無之評價結果，表示於表5至表7。又，於表5以後，異方性光學膜的「厚度」表示「結構區域+無結構區域的合計厚度」。
如表5至表7所示，實施例的異方性光學膜的厚度為100μm以下的薄膜厚，具有良好的擴散性及擴散寬度，特別是於實施例6~9，在約30μm的膜厚，具有高的特性。即使於如此的薄膜，可得到良好的擴散性及擴散寬度的理由，認為原因是於剖面觀察中沒有無結構區域(或，無結構區域非常地薄，為5μm以下左右)。再者，於實施例7中，可知可製作沒有不規則缺點、眩光(干涉彩虹)、粗糙，且生產性、實用性佳的異方性光學膜。
另一方面，比較例1~3的異方性光學膜，不僅無法得到滿足的光學特性，因具有無結構區域，亦必須浪費厚度。又，為了消除該無結構區域，成為生產性、成本性變差。

Claims (8)

  1. 一種異方性光學膜之製造方法，該異方性光學膜係依光的入射角改變擴散性，該製造方法包括：接合光照射遮罩的步驟，係於光硬化性的未硬化樹脂組成物層的一面，接合霧度值為1.0~50.0%的光照射遮罩；及，硬化步驟，於前述接合光照射遮罩的步驟後，藉由隔著前述光照射遮罩照射光而使前述未硬化樹脂組成物層硬化，以形成異方性擴散層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之異方性光學膜之製造方法，其中，前述光照射遮罩具有紫外線之穿透性，且前述光照射遮罩的樹脂材料為包含聚烯烴、聚酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚醯胺、聚氨酯、聚矽氧、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚縮醛的至少之一。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之異方性光學膜之製造方法，其中，前述光照射遮罩的表面粗糙度為0.05~0.50μm。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之異方性光學膜之製造方法，其中，前述光照射遮罩的厚度為1~100μm。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之異方性光學膜之製造方法，其中，前述光照射遮罩的氧氣透過係數為1.0×10-11cm3(STP)cm/(cm2．s．Pa)以下。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之異方性光學膜之製造方法，其中，前述異方性擴散層具有基質區域以及光折射率與該基質區域不同的複數柱狀區域。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之異方性光學膜之製造方法，其中前述光照射遮罩含有微粒子，且該微粒子的平均粒徑為10μm以下。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之異方性光學膜之製造方法，其中前述微粒子係包含選自至少由金屬粒子、金屬氧化物粒子、黏土及碳化物粒子所成群中之一種以上的無機微粒子。
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